Luận án Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử về “các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” hỗ trợ dạy học môn lí sinh y học cho sinh viên ngành y

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN MINH TÂN NGUYỄN MINH TÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ “CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH Y LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2014 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN MINH TÂN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ VỀ “CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” HỖ TRỢ DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC CHO SINH VIÊN NGÀNH Y Chuyên ngành: Lí luân và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 62 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN VĂN KHẢI PGS.TS. TÔ VĂN BÌNH Thái nguyên – 2014 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trình bày trong luận án này là kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu của tôi và chưa từng được ai công bố trong bất kì một công trình khoa học nào khác. Tác giả Nguyễn Minh Tân 4 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể cán bộ hướng dẫn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các tập thể và cá nhân đã quan tâm và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả cũng chân thành cảm ơn các chuyên gia giáo dục, các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp đã và đang công tác tại các trường đại học, cơ sở giáo dục, thư viện và trung tâm học liệu, đã ủng hộ, động viên, cộng tác và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tác giả 5 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN BDNLTH Bồi dưỡng năng lực tự học BGĐT Bài giảng điện tử CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở dữ liệu DH Dạy học DHTCSVĐ Dạy học trên cơ sở vấn đề ĐH Đại học ĐHTN Đ ạ i h ọ c Thái Nguyên GDĐH Giáo dục đại học GDĐT Giáo dục và Đào tạo GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giảng viên HCTC Học chế tín chỉ KTS Kĩ thuật số LSYH Lí sinh y học NLTH Năng lực tự học NVĐ Nêu vấn đề PPDH Phương pháp dạy học PPDHTC Phương pháp dạy học tích cực PHGQVĐ Phát hiện và giải quyết vấn đề PPKTVLY Các phương pháp và kĩ thuật vật lí ứng dụng trong y học SV Sinh viên TLDH Tài liệu dạy học TLĐT Tài liệu điện tử TLĐTDH Tài liệu điện tử dạy học TNSP Thực nghiệm sư phạm 6 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 2 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài ......................................................... 2 4. Giả thiết khoa học .............................................................................................. 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 2 6. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 2 7. Kết quả và đóng góp mới của luận án ................................................................ 3 8. Cấu trúc của luận án ........................................................................................... 3 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ TRONG DẠY HỌC MÔN LÍ SINH Y HỌC .. 4 1.1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu .......................................................... 4 1.1.1. Bồi dưỡng năng lực tự học trong giáo dục đại học ..................................... 4 1.1.2. Tổng quan về TLĐTDH và các nghiên cứu về TLĐTDH trên thế giới ..... 5 1.1.3. Các nghiên cứu về xây dựng và sử dụng TLĐTDH ở Việt Nam ................ 11 1.1.4. Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học trên thế giới .......................... 13 1.1.5. Nghiên cứu về TLĐTDH môn Lí sinh y học ở Việt Nam ........................... 15 1.2. Phương tiện dạy học số và tài liệu điện tử dạy học ..................................... 18 1.2.1. Phương tiện dạy học số ................................................................................ 18 1.2.2. Tài liệu điện tử dạy học ............................................................................... 18 1.3. Dạy học trong môi trường máy tính và internet .......................................... 23 1.3.1. Dạy học dựa trên máy tính........................................................................... 23 1.3.2. Dạy học qua mạng (internet) ....................................................................... 23 1.3.3. Sử dụng internet phối hợp với hình thức dạy học truyền thống .................. 25 1.4. Dạy học bồi dưỡng năng lực tự học ở đại học với sự hỗ trợ của tài liệu điện tử .............................................................................................................. 25 1.4.1. Một số đặc điểm dạy học ở đại học ............................................................. 25 1.4.2. Quá trình dạy học bồi dưỡng năng lực tự học ............................................. 29 1.4.3. Dạy học bồi dưỡng năng lực tự học với sự hỗ trợ của TLĐTDH ............... 34 7 1.5. Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử dạy học bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên ........................................................................................................... 49 1.5.1. Xây dựng tài liệu điện tử dạy học ................................................................ 49 1.5.2. Sử dụng tài liệu điện tử ................................................................................ 54 1.6. Thực trạng xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử dạy học tại một số cơ sở đào tạo ..................................................................................................................... 58 1.6.1. Mục đích ...................................................................................................... 58 1.6.2. Đối tượng khảo sát ....................................................................................... 58 1.6.3. Phương pháp khảo sát .................................................................................. 58 1.6.4. Nội dung khảo sát ........................................................................................ 59 1.6.5. Kết luận và đánh giá .................................................................................... 59 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ....................................................................................... 63 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TÀI LIỆU ĐIỆN TỬ DẠY HỌC VỀ “ CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT VẬT LÍ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC” BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO SINH VIÊN .......................... 64 2.1. Chương trình, nội dung các kiến thức về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” ........................................................................................ 64 2.1.1. Phân tích chương trình, nội dung các kiến thức về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ..................................................................... 64 2.1.2. Phân tích cấu trúc nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ................................................................................................... 65 2.2. Xây dựng tài liệu điện tử dạy học về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên .......................... 67 2.2.1. Các nghiên tắc xây dựng Tài liệu điện tử dạy học nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ....................................................... 67 2.2.2. Qui trình xây dựng TLĐTDH nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” ......................................................................................... 71 2.2.3. Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu của TLĐTDH nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lý ứng dụng trong y học” ............................................................... 81 2.3. Sử dụng tài liệu điện tử về “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên .......................................... 83 8 2.3.1. Tiến trình sử dụng TLĐTDH trong dạy học thuyết trình phát hiện và giải quyết vấn đề nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” định hướng BDNLTH .................................................................................... 84 2.3.2. Tiến trình dạy học trên cơ sở vấn đề thông qua hình thức seminar nội dung “Các phương pháp và kỹ thuật vật lí ứng dụng trong y học” định hướng BDNLTH với sự hỗ trợ của TLĐTDH ................................................................... 90 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ....................................................................................... 95 Chương 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ....................................................... 96 3.1. Mục đích kiểm nghiệm và đánh giá ................................................................ 96 3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ................................................................ 96 3.2.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................... 96 3.2.2. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học ........................................................... 98 3.2.3. Đánh giá kết quả TNSP ................................................................................ 107 3.3. Phương pháp và kết quả khảo sát trực tuyến ................................................... 118 3.3.1. Mục đích ....................................................................................................... 118 3.3.2. Đối tượng xin ý kiến ..................................................................................... 118 3.3.3. Nội dung và phương pháp tiến hành ............................................................ 118 3.4. Phương pháp xin ý kiến chuyên gia ................................................................ 122 3.4.1. Mục đích của phương pháp đánh giá qua ý kiến chuyên gia ....................... 122 3.4.2. Cách thức tiến hành ...................................................................................... 123 3.4.3. Kết quả khảo sát và ý kiến chuyên gia ......................................................... 123 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ....................................................................................... 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 126 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN ................... 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 131 CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1. Phiếu phỏng vấn giáo viên .................................................................... 1-PL Phụ lục 2. Mô tả các thao tác cơ bản quy trình thiết kế TLĐTDH ........................ 2-PL Phụ lục 3. Phiếu phỏng vấn sau đợt TNSP ............................................................. 18-PL 9 Phụ lục 4. Phiếu xin ý kiến nhận xét trực tuyến ..................................................... 19-PL Phụ lục 5. Phiếu xin ý kiến nhận xét và góp ý của chuyên gia .............................. 20-PL Phụ lục 6. Danh sách chuyên gia, nhà khoa học cho ý kiến nhận xét, góp ý luận án ..................................................................................................................... 21-PL Phụ lục 7. Một số hình ảnh về thực nghiệm sư phạm ............................................ 22-PL DANH MỤC HÌNH TRONG LUẬN ÁN Hình 1.1. Tiến trình DH thuyết trình PHGQVĐ với sự hỗ trợ của TLĐTDH ....... 37 Hình 1.2. Sơ đồ vận dụng tiến trình thuyết trình theo hướng PHGQVĐ cho một bài học cụ thể với sự hỗ trợ cảu TLĐTDH ............................................................. 40 Hình 1.3. Sơ đồ tiến trình DH TCSVĐ thông qua hình thức tổ chức Seminar với sự hỗ trợ của TLĐTDH .......................................................................................... 42 Hình 1.4. Sơ đồ tiến trình DHTCVĐ thông qua hình thức Seminar ...................... 48 Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc CSDL của Tài liệu điện tử DH ....................................... 52 Hình 2.1. Một trang giao diện của TLĐTDH được thiết kế theo nguyên tắc “WYS - WYG” ....................................................................................................... 69 Hình 2.2. Các bước cơ bản trong quy trình xây dựng TLĐTDH ........................... 71 Hình 2.3. Nội dung “PPKTVLY” được xây dựng dưới dạng GTĐT..................... 74 Hình 2.4. BGĐT được xây dựng theo nguyên tắc Dạy học tích cực,.................... 75 Hình 2.5. CSDL bài giảng video clip ..................................................................... 76 Hình 2.6. Video clip về kĩ thuật Laser minh họa cho bài giảng, gắn với các tình huống thực tế tại phòng bệnh ................................................................................. 76 Hình 2.7. Ngân hàng câu hỏi và hướng dẫn ôn tập ............................................... 77 Hình 2.8. Thí nghiệm mô phỏng về ứng dụng của dòng điện trong y học ............. 78 Hình 2.9. Forum thảo luận nhóm, chia sẻ, trao đổi thông tin trực tuyến theo các chủ đề do người học tự tạo ra trong quá trình học ................................................. 79 Hình 2.10. Các cổng thông tin bổ trợ và tài liệu tham khảo................................... 80 Hình 2.11. Cấu trúc CSDL của TLĐTDH .............................................................. 81 Hình 2.12. Cấu trúc CSDL của TLĐTDH .............................................................. 82 Hình 2.13. Quản lí thông tin phát sinh, phản hồi từ người dùng thông qua các diễn đàn ................................................................................................................... 82 10 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố điểm ............................................................................. 114 Hình 3.2. Đồ thị phân bố điểm ............................................................................... 114 Hình 3.3. Biểu đồ phân bố tần suất điểm ............................................................... 114 Hình 3.4. Đồ thị phân bố tần suất điểm .................................................................. 115 DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN ÁN Bảng 1.1. Hiện trạng kĩ năng sử dụng phương tiện kĩ thuật số hỗ trợ DH ............ 59 Bảng 1.2. Hiện trạng kĩ năng sử dụng phần mềm xây dựng bài giảng .................. 60 Bảng 1.3. Hiện trạng việc khai thác thông tin học tập trên mạng .......................... 60 Bảng 1.4. Hiện trạng việc xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử (bài giảng điện tử, phần mềm ứng dụng, website cá nhân…) phục vụ DH .......................................... 61 Bảng 3.1. Tác động tích cực của việc sử dụng TLĐTDH trong giảng dạy ............ 108 Bảng 3.2. Đánh giá về sự hài lòng của SV sử dụng TLĐTDH trong DH theo PPDH “nêu và giải quyết vấn đề” định hướng tự học ............................................ 109 Bảng 3.3. Bảng trận câu hỏi đề kiểm tra .............................................................. 113 Bảng 3.4. Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra đợt 1 ............................... 113 Bảng 3.5. Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra đợt 2 ............................... 113 Bảng 3.6. Bảng thống kê điểm số (Xi) các bài kiểm tra cả 2 đợt TNSP ................ 113 Bảng 3.7. Phân bố tần suất điểm………………………………………………….114 . 11 MỞ ĐẦU 1. Lí do lựa chọn đề tài Giáo dục đại học (GDĐH) coi trọng việc bồi dưỡng ý thức tự lực trong học tập, năng lực tự học, tự nghiên cứu, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thực hành, tạo điều kiện cho sinh viên (SV) tham gia nghiên cứu, thực nghiệm, ứng dụng. Việc áp dụng hệ thống đào tạo theo tín chỉ trong các trường đại học phản ánh quan điểm lấy SV làm trung tâm, trong đó tự học, tự nghiên cứu được coi trọng. Đây là phương thức đưa GDĐH về với đúng nghĩa: SV tự học, tự nghiên cứu, phát huy nội lực, chủ động, sáng tạo trong học tập. Dạy tự học và bồi dưỡng năng lực tự học (BDNLTH) là cốt lõi của phương thức dạy học (DH) này. Quan điểm trên có cơ sở là các đặc điểm tâm sinh lí lứa tuổi, đặc điểm hoạt động học tập trong môi trường đại học và đặc điểm về nội dung, phương pháp dạy học (PPDH) mang tính định hướng nghề nghiệp ở bậc đại học. [19]. Từ sau ngày đất nước thống nhất đến nay, số các trường đại học, cao đẳng tăng hàng chục lần, nhưng số lượng các đề tài, nghiên cứu về cơ sở lí luận và đổi mới PPDH ở đại học còn khiêm tốn, chưa tương xứng với tốc độ và quy mô phát triển. Môn Lí sinh y học hiện đang được giảng dạy tại gần 100 trường đại học và cao đẳng khối ngành y sinh và nông lâm, với những nét đặc thù riêng gắn với thực tế nghề nghiệp, song các nghiên cứu đổi mới PPDH môn học này còn chưa được quan tâm đầy đủ. Một trong những điểm mới của nền giáo dục tiên tiến là xây dựng “Công nghệ giáo dục” với nội hàm là “Một tập hợp gắn bó chặt chẽ những phương pháp, phương tiện và kĩ thuật học tập...”. [32], [45]. Nghị quyết số 14/2005/NQ-CP, ngày 02 tháng 11 năm 2005 của Chính phủ đã xác định mục tiêu đến 2020 là: Đổi mới PPGD đại học theo 3 tiêu chí: Phát huy tính chủ động của người học; Sử dụng CNTT trong hoạt động dạy và học; Khai thác các nguồn học liệu giáo dục mở và nguồn học liệu trên mạng Internet... nhằm đưa giáo dục đại học đạt trình độ tiên tiến trong khu vực và tiếp cận trình độ thế giới”. [40]. Mục tiêu nêu trên chính là sự cụ thể hóa các quan điểm của lí luận dạy học hiện đại là: biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo, chú trọng bồi dưỡng năng lực tự học, phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của người học. [6], [34], [38]. 12 Ứng dụng CNTT, xây dựng và sử dụng TLĐTDH, đổi mới PPDH định hướng BDNLTH trong DH ở bậc đại học trong đó có môn Lí sinh y học là cần thiết. Vì lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng tài liệu điện tử về “Các phương pháp và kĩ thuật vật lí ứng dụng trong y học”, hỗ trợ dạy học môn Lí sinh y học cho SV ngành y. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng lí luận dạy học hiện đại về bồi dưỡng năng lực tự học để xây dựng và sử dụng TLĐTDH vào thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức phần “PPKTVLY” (môn LSYH) cho SV ngành y. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài Đối tượng nghiên cứu: Quá trình DH môn Lí sinh y học ở trường Đại học Y Dược – ĐHTN. Phạm vi nghiên cứu: Nội dung kiến thức về “PPKTVLY” trong chương trình môn LSYH ở trường Đại học Y Dược – ĐHTN. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được và sử dụng TLĐTDH đã được xây dựng vào thiết kế tiến trình dạy học các kiến thức phần “PPKTVLY” (môn LSYH) phù hợp với lí luận dạy học hiện đại về BDNLTH thì sẽ nâng cao được năng lực tự học cho SV ngành Y, từ đó góp phần nâng cao chất lượng đào tạo. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học BDNLTH cho SV. Đề xuất quy trình xây dựng TLĐTDH về nội dung: “PPKTVLY”. Đề xuất tiến trình sử dụng TLĐTDH hỗ trợ DH nội dung “PPKTVLY” theo định hướng BDNLTH cho SV ngành y. Kiểm nghiệm, thực nghiệm sư phạm, xin ý kiến chuyên gia nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả sử dụng TLĐTDH trong DH tại trường đại học Y Dược – ĐHTN. 6. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các quan điểm đổi mới trong GDĐH, các PPDH tích cực, dạy học BDNLTH ở bậc đại học. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng việc ứng dụng CNTT trong DH đại học nói chung và DH môn Lí sinh y học nói riêng. 13 Phương pháp TNSP và thống kê toán học: tiến hành TNSP và đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng TLĐTDH nội